(57)【要約】【課題】  表面の加傷に起因するクラックの自発的進展のおそれなく、特に自動車などの合わせガラス板における室外側として最適な彎曲ガラス板の製法とその装置の提供。【解決手段】  加熱炉で加熱した一枚のガラス板Ｇ１を加熱炉外で下型枠５上に載置し、上型６をガラス板Ｇ１の上面に押圧して彎曲成形した後、下型枠５上での自然放冷で冷却して彎曲ガラス板を製造する彎曲ガラス板の製法とその装置で、下型枠５上でのガラス板Ｇ１の冷却時に、下型枠５を加熱するとともに、ガラス板下面のうちの下型枠５への当接部分Ｇａに隣接する当接内側部分Ｇｂを強制的に冷却して製造する製法と、そのための加熱手段９および冷却手段８が設けられている彎曲ガラス板の製造装置。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉で変形可能な温度に加熱した一枚のガラス板を、前記加熱炉の外方でガラス板の下面周縁を支持する下型枠上に載置し、下方へ膨出する彎曲成形用の上型を前記ガラス板の上面に押圧して彎曲成形し、その後、その彎曲成形した位置における下型枠上で、前記ガラス板を自然放冷あるいはそれに近い状態で冷却して彎曲ガラス板を製造する彎曲ガラス板の製法であって、
前記下型枠上での前記ガラス板の冷却時に、その下型枠を加熱するとともに、前記ガラス板下面のうちの前記下型枠への当接部分に隣接する当接内側部分を強制的に冷却して製造する彎曲ガラス板の製法。
【請求項２】
加熱炉で変形可能な温度に加熱した一枚のガラス板を、前記加熱炉の外方でガラス板の下面周縁を支持する下型枠上に載置し、下方へ膨出する彎曲成形用の上型を前記ガラス板の上面に押圧して彎曲成形し、その後、その彎曲成形した位置における下型枠上で、前記ガラス板を自然放冷あるいはそれに近い状態で冷却して彎曲ガラス板を製造する彎曲ガラス板の製法であって、
前記下型枠上での前記ガラス板の冷却時に、その下型枠を加熱するとともに、前記ガラス板下面のうちの前記下型枠への当接部分に隣接する当接内側部分に対する前記下型枠からの輻射熱を遮断しながら冷却して製造する彎曲ガラス板の製法。
【請求項３】
加熱炉で変形可能な温度に加熱した一枚のガラス板の下面周縁を、前記加熱炉の外方で支持する下型枠と、その下型枠の上方に位置して下方へ膨出する彎曲成形用の上型を備え、その上型と下型枠が、相対的な上下移動によって互いに遠近する方向に移動可能に構成されている彎曲ガラス板の製造装置であって、
前記下型枠を加熱する加熱手段が設けられ、かつ、その下型枠上に載置したガラス板下面のうちの前記下型枠への当接部分に隣接する当接内側部分を強制的に冷却する冷却手段が設けられている彎曲ガラス板の製造装置。
【請求項４】
加熱炉で変形可能な温度に加熱した一枚のガラス板の下面周縁を、前記加熱炉の外方で支持する下型枠と、その下型枠の上方に位置して下方へ膨出する彎曲成形用の上型を備え、その上型と下型枠が、相対的な上下移動によって互いに遠近する方向に移動可能に構成されている彎曲ガラス板の製造装置であって、
前記下型枠を加熱する加熱手段が設けられ、かつ、その下型枠上に載置したガラス板下面のうちの前記下型枠への当接部分に隣接する当接内側部分に対する前記下型枠からの輻射熱を遮断する遮熱部材が設けられている彎曲ガラス板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱炉で変形可能な温度に加熱した一枚のガラス板を、前記加熱炉の外方でガラス板の下面周縁を支持する下型枠上に載置し、下方へ膨出する彎曲成形用の上型を前記ガラス板の上面に押圧して彎曲成形し、その後、その彎曲成形した位置における下型枠上で、前記ガラス板を自然放冷あるいはそれに近い状態で冷却して彎曲ガラス板を製造する彎曲ガラス板の製法と、加熱炉で変形可能な温度に加熱した一枚のガラス板の下面周縁を、前記加熱炉の外方で支持する下型枠と、その下型枠の上方に位置して下方へ膨出する彎曲成形用の上型を備え、その上型と下型枠が、相対的な上下移動によって互いに遠近する方向に移動可能に構成されている彎曲ガラス板の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような彎曲ガラス板は、例えば、自動車のフロントガラス、サイドガラス、リアガラスなどに用いる彎曲合わせガラス板に使用するもので、従来、加熱炉で変形可能な温度に加熱した一枚のガラス板を、加熱炉の外方で下面周縁を支持する下型枠上に載置した状態で上型により彎曲成形し、その後、ガラス板の上面と下面の全面に冷却用の空気を吹き付けて強制的に急冷して製造する製法およびそのための装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載の従来技術によれば、彎曲成形した後のガラス板の全面を冷却用の空気により強制的に急冷して彎曲ガラス板を製造するため、製品としての彎曲ガラス板は、いわゆる熱強化ガラスとなる。
より具体的には、彎曲ガラス板の周縁部分は、平面残留応力が圧縮応力となる平面残留圧縮応力帯となり、その内側部分は平面残留引張り応力帯となるが、平面残留引張り応力帯の内側にある中央部全域が、冷却用空気による急冷によって熱強化される。
したがって、この彎曲ガラス板を自動車用合わせガラス板として使用した場合、例えば、衝突事故発生時において、搭乗者の頭部がぶつかるとガラスの強度が高すぎて頭部への衝撃が大きくなり、さらに、一旦彎曲ガラス板にクラックが入ると、細かく割れすぎて視界が急に悪くなる危険性が高い。
【０００４】
そこで、彎曲成形後のガラス板を冷却用空気により急冷する前に、上述した中央部領域に熱容量の大きな冷却プレートを当接させて、その中央部領域における温度降下度を小さくし、それによって、中央部領域における熱強化を抑制するようにした製法およびそのための装置が提案された（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１７０４６８号公報
【特許文献２】特開２００２−２３４７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１および２に記載の従来技術は、彎曲成形後のガラス板を下型枠上で急冷する技術に関するものであり、その急冷による熱強化の問題を解決しようとするのが特許文献２に記載の従来技術であるが、これら両特許文献には、上述した平面残留引張り応力帯に関して特別な考慮が払われておらず問題点の提起もない。
【０００７】
本発明は，彎曲成形後のガラス板を下型枠上で自然放冷あるいはそれに近い状態で冷却して彎曲ガラス板を製造する技術に関し、特に、上述した平面残留引張り応力帯に関する問題点を提起し、かつ、その問題点を解決するものである。
具体的には、本発明者らが、彎曲成形後のガラス板を下型枠上で自然放冷により冷却して製造した彎曲ガラス板につき、その残留応力に関して種々の研究を重ねたところ、下記のような問題点があることを知見するに至った。
【０００８】
すなわち、自然放冷による彎曲ガラス板の残留応力分布を分析したところ、上述した中央部領域は必要以上に強化されることもなく、自動車用の合わせガラス板として最適であるが、周縁部分における平面残留圧縮応力が比較的強く、その周縁部分に隣接する内側部分の平面残留引張り応力も必要以上に強いことが判明した。
したがって、このような彎曲ガラス板を自動車用合わせガラス板の室外側に使用すると、上述した平面残留引張り応力帯に飛び石などが衝突すれば、破損することがある。
【０００９】
そこで、上述したガラス板下面の周縁部分と内側部分の応力発生メカニズムについて更に深く追究したところ、平面残留圧縮応力が比較的強い周縁部分については、加熱後のガラス板を下型枠上に載置した際、下型枠の温度が低いために他の部分よりも急冷されることに原因があり、問題となる内側部分については、周縁部分に比較的強い圧縮応力が発生するため、その圧縮応力の反力として強い引張り応力が発生することを解明した。
【００１０】
このような問題点を解消するには、例えば、ガラス板を冷却する際、下型枠を加熱して周縁部分の平面残留圧縮応力を抑制し、それによって、内側部分の平面残留引張り応力を低く抑えることが考えられる。
しかしながら、下型枠を加熱すると、加熱された下型枠からの輻射熱によって、ガラス板の冷却時に前記内側部分の下面が加熱されることになる。
冷却時にガラス板の下面内側部分が加熱されると、その下面内側部分の表面に圧縮応力層が生成されず、仮に生成されても、極端に薄い層となるため、この部分に飛び石などが衝突すると簡単に損傷する結果となる。
【００１１】
本発明は、上述した新たな知見を基礎とし、かつ、種々の問題点を解消して完成したもので、その目的は、特に自動車などの合わせガラス板における室外側として最適な彎曲ガラス板の製法とその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の特徴構成は、加熱炉で変形可能な温度に加熱した一枚のガラス板を、前記加熱炉の外方でガラス板の下面周縁を支持する下型枠上に載置し、下方へ膨出する彎曲成形用の上型を前記ガラス板の上面に押圧して彎曲成形し、その後、その彎曲成形した位置における下型枠上で、前記ガラス板を自然放冷あるいはそれに近い状態で冷却して彎曲ガラス板を製造する彎曲ガラス板の製法であって、前記下型枠上での前記ガラス板の冷却時に、その下型枠を加熱するとともに、前記ガラス板下面のうちの前記下型枠への当接部分に隣接する当接内側部分を強制的に冷却して製造するところにある。
【００１３】
本発明の第１の特徴構成によれば、加熱炉で変形可能な温度に加熱した一枚のガラス板を、加熱炉の外方で下面周縁を支持する下型枠上に載置して彎曲成形し、その後、その彎曲成形した位置における下型枠上でガラス板を自然放冷あるいはそれに近い状態で冷却するので、彎曲ガラス板そのものが必要以上に強化されることはなく、したがって、その彎曲ガラス板を自動車用として使用した場合、たとえ衝突事故発生時に搭乗者の頭部があたっても、裂傷するおそれが少なくて安全性を維持することができる。
そして、その下型枠上でのガラス板の冷却時に、その下型枠を加熱するので、下型枠によりガラス板の周縁部分が過度に冷却されることはなく、したがって、周縁部分の平面残留圧縮応力が低く抑えられ、それに伴って、その内側部分の平面残留引張り応力も低く抑えられるとともに、ガラス板下面のうちの下型枠への当接部分に隣接する当接内側部分を強制的に冷却するので、加熱した下型枠からの輻射熱によって当接内側部分が必要以上に加熱されるのが抑制される。
その結果、当接内側部分の表面にも圧縮層が生成されて、自動車のフロントガラスなどに用いる彎曲合わせガラス板、特に、彎曲合わせガラス板の外側に使用するガラスとして理想的な彎曲ガラス板を製造することが可能となる。
【００１４】
本発明の第２の特徴構成は、加熱炉で変形可能な温度に加熱した一枚のガラス板を、前記加熱炉の外方でガラス板の下面周縁を支持する下型枠上に載置し、下方へ膨出する彎曲成形用の上型を前記ガラス板の上面に押圧して彎曲成形し、その後、その彎曲成形した位置における下型枠上で、前記ガラス板を自然放冷あるいはそれに近い状態で冷却して彎曲ガラス板を製造する彎曲ガラス板の製法であって、前記下型枠上での前記ガラス板の冷却時に、その下型枠を加熱するとともに、前記ガラス板下面のうちの前記下型枠への当接部分に隣接する当接内側部分に対する前記下型枠からの輻射熱を遮断しながら冷却して製造するところにある。
【００１５】
本発明の第２の特徴構成によれば、上述した第１の特徴構成と同様に、彎曲成形したガラス板を彎曲成形した位置における下型枠上で自然放冷あるいはそれに近い状態で冷却するので、彎曲ガラス板そのものが必要以上に強化されることはなく、また、下型枠上でのガラス板の冷却時に、その下型枠を加熱するので、周縁部分の平面残留圧縮応力が低く抑えられて、その内側部分の平面残留引張り応力も低く抑えられる。
そして、下型枠上でのガラス板の冷却時に、ガラス板下面のうちの下型枠への当接部分に隣接する当接内側部分に対する下型枠からの輻射熱を遮断しながら冷却するので、加熱された下型枠からの輻射熱によって当接内側部分が必要以上に加熱されるのが抑制され、当接内側部分の表面にも圧縮層が生成されて、自動車のフロントガラスなどに用いる彎曲合わせガラス板、特に、その外側に使用するガラス板として理想的な彎曲ガラス板を製造することが可能となる。
【００１６】
本発明の第３の特徴構成は、加熱炉で変形可能な温度に加熱した一枚のガラス板の下面周縁を、前記加熱炉の外方で支持する下型枠と、その下型枠の上方に位置して下方へ膨出する彎曲成形用の上型を備え、その上型と下型枠が、相対的な上下移動によって互いに遠近する方向に移動可能に構成されている彎曲ガラス板の製造装置であって、前記下型枠を加熱する加熱手段が設けられ、かつ、その下型枠上に載置したガラス板下面のうちの前記下型枠への当接部分に隣接する当接内側部分を強制的に冷却する冷却手段が設けられているところにある。
【００１７】
本発明の第３の特徴構成によれば、加熱後の一枚のガラス板を加熱炉の外方で支持する下型枠とその上方に位置する上型を備え、さらに、下型枠を加熱する加熱手段と、下型枠上に載置したガラス板下面の当接内側部分を強制的に冷却する冷却手段が設けられているので、この彎曲ガラス板の製造装置を使用することによって、第１の特徴構成による製法を実行して、自動車のフロントガラスなどに用いる彎曲合わせガラス板、特に、その外側に使用するガラスとして理想的な彎曲ガラス板を製造することができる。
【００１８】
本発明の第４の特徴構成は、加熱炉で変形可能な温度に加熱した一枚のガラス板の下面周縁を、前記加熱炉の外方で支持する下型枠と、その下型枠の上方に位置して下方へ膨出する彎曲成形用の上型を備え、その上型と下型枠が、相対的な上下移動によって互いに遠近する方向に移動可能に構成されている彎曲ガラス板の製造装置であって、前記下型枠を加熱する加熱手段が設けられ、かつ、その下型枠上に載置したガラス板下面のうちの前記下型枠への当接部分に隣接する当接内側部分に対する前記下型枠からの輻射熱を遮断する遮熱部材が設けられているところにある。
【００１９】
本発明の第４の特徴構成によれば、加熱後の一枚のガラス板を加熱炉の外方で支持する下型枠とその上方に位置する上型を備え、さらに、下型枠を加熱する加熱手段と、下型枠上に載置したガラス板下面の当接内側部分に対する下型枠からの輻射熱を遮断する遮断部材が設けられているので、この彎曲ガラス板の製造装置を使用することによって、第２の特徴構成による製法を実行して、自動車のフロントガラスなどに用いる彎曲合わせガラス板、特に、その外側に使用するガラスとして理想的な彎曲ガラス板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明による彎曲ガラス板の製法とその装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の対象となる彎曲ガラス板は、例えば、自動車のフロントガラスなどに使用する彎曲合わせガラス板の室外側のガラス板として最適なもので、その彎曲ガラス板の製造装置は、図１および図２に示すように、ガラス板Ｇ１を加熱する加熱炉１を備え、その加熱炉１内には、多数の直線ローラー２ａからなるローラー式の炉内コンベヤ２が配設されている。
その炉内コンベヤ２の搬送方向下流側には、多数の彎曲ローラー３ａからなるローラー式の第１コンベヤ３と多数の彎曲ローラー４ａからなるローラー式の第２コンベヤ４が、第２コンベヤ４を搬送方向下流側にして加熱炉１の外方に配設されている。
【００２１】
第１コンベヤ３と第２コンベヤ４は、加熱後のガラス板Ｇ１を一枚毎に予め徐々に湾曲させるためのもので、その第２コンベヤ４部分には、下方に位置する下型枠５と上方に位置する上型６が配置されている。
下型枠５は、一枚のガラス板Ｇ１の下面周縁を支持するもので、ガラス板Ｇ１の四辺周縁に当接するように、ガラスのサイド辺状の一対の縦枠５ａと、ガラスの上下辺の形状に彎曲された一対の横枠５ｂにより四辺形の枠状に構成され、下方に延出する複数本の支柱７を介して図外のシリンダなどにより上下方向に昇降可能に構成されている。
下型枠５の最下降位置においては、一対の縦枠５ａが彎曲ローラー４ａ両側の凹入部４ｂ内に入り込み、かつ、一対の横枠５ｂが第２コンベヤ４の搬送面より下方に位置して、各彎曲ローラー４ａやガラス板Ｇ１と干渉しないように構成されている。
【００２２】
その下型枠５には、図３および図４に示すように、縦枠５ａと横枠５ｂの内側に沿って配置された冷却空気用のパイプ８と、縦枠５ａと横枠５ｂの下面に接触して配置された加熱用のヒーター９が配設され、これら冷却空気用のパイプ８と加熱用のヒーター９も下型枠５と一体的に上下昇降するように構成され、冷却空気用のパイプ８には多数の空気吐出孔８ａが穿設されている。
この冷却空気用のパイプ８は、冷却手段１０を構成し、また、ヒーター９は、加熱手段を構成するもので、これらパイプ８とヒーター９の作用については後に詳しく説明する。
それに対して、上型６は、下方へ膨出する彎曲成形用の彎曲表面６ａを備えていて、下型枠５の上下昇降によって、必要な場合には、上型６も上下昇降させて、下型枠５が上型６に対して遠近方向に移動できるように構成されている。
【００２３】
つぎに、この彎曲ガラス板製造装置の作動について説明するとともに、彎曲ガラス板の製法について言及する。
まず、平板状のガラス板Ｇ１が、一枚毎に直線ローラー２ａの回転駆動に伴って、炉内コンベヤ２により矢印方向に搬送され、その搬送中に加熱炉１により所定の温度、つまり、変形可能な温度にまで加熱されて出炉される。
出炉されたガラス板Ｇ１は、第１コンベヤ３により搬送され、さらに、第２コンベヤ４により搬送され、その間において、回転駆動する彎曲ローラー３ａ，４ａにより徐々に彎曲成形される。
【００２４】
ガラス板Ｇ１が第２コンベヤ４の所定位置に至ると、第２コンベヤ４によるガラス板Ｇ１の搬送が停止され、下型枠５が上方へ上昇されて、一対の縦枠５ａと横枠５ｂにより一枚のガラス板Ｇ１下面の四辺周縁が支持されて上方へ持ち上げられる。
それによって、ガラス板Ｇ１の上面に上型６が所定の圧力で押圧され、下型枠５と上型６の間にガラス板Ｇ１が挟まれた状態で、かつ、上型６に設けられた図外の吸引手段により上型６の彎曲表面６ａに沿って吸引された状態で、ガラス板Ｇ１は彎曲表面６ａにより彎曲成形される。
その成形時、下型枠５はヒーター９により加熱されているので、ガラス板Ｇ１のうち、その四辺周縁が下型枠５により必要以上に冷却されることはない。ガラスの彎曲が大きなガラス板（深曲げガラス板）Ｇ１の成形では、ガラス板Ｇ１と下型枠５が接触している時間が長くなり、ガラス板Ｇ１は接触冷却され易い。この場合、下型枠５はより高温に加熱することが必要となる。
【００２５】
そして、その後、下型枠５が所定の位置に下降、そして／または、上型６が所定の位置に上昇し、彎曲成形されたガラス板Ｇ１は、彎曲成形された位置において、その下型枠５上に載置されたまま自然放冷により、あるいは、それに近い状態で（例えば、自然放冷時に多少の冷却風を当てながら）冷却される。
その際、冷却空気用パイプ８の空気吐出孔８ａから冷却空気が吐出されて、上述した当接内側部分Ｇｂを強制的に冷却するので、下型枠５からの輻射熱の影響が抑制される。
そして、このようにして製造した彎曲ガラス板Ｇを合わせガラス板の室外側に使用する場合には、別途製造した室内側の彎曲ガラス板と貼り合わせて彎曲合わせガラス板を製造するのである。
【００２６】
〔別実施形態〕
つぎに、別の実施形態について説明するが、重複説明を避けるため、先の実施形態で説明した構成部品や同じ作用を有する構成部品については、同じ符号を付すことにより説明を省略し、主として先の実施形態と異なる構成について説明する。
【００２７】
（１）先の実施形態では、冷却手段１０の一例として冷却空気用のパイプ８を備えた冷却装置を示したが、冷却空気用のパイプ８に代えて、例えば、図５に示すように、下型枠５の縦枠５ａと横枠５ｂの内側に沿って冷却水通流用の冷却管１１を配置し、その冷却管１１によって冷却手段１０としての冷却装置を構成することもできる。
また、図６に示すように、下型枠５の縦枠５ａと横枠５ｂの内側に沿って遮熱部材１２を配置して、下型枠５からの輻射熱の影響を抑制することもできる。
さらに、冷却空気用のパイプ８または冷却水通流用の冷却管１１からなる冷却手段１０と遮熱部材１２を組み合わせて下型枠５からの輻射熱の影響を抑制することもできる。
その他、下型枠５を加熱する加熱手段の一例としてヒーター９を示したが、ヒーター９に代えて、高温空気吐出用のパイプや高温流体通流用のパイプを配設して加熱手段とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】彎曲ガラス板製造装置の概略構成図
【図２】彎曲ガラス板製造装置の要部の斜視図
【図３】彎曲ガラス板製造装置の要部の断面図
【図４】彎曲ガラス板製造装置の要部の断面図
【図５】別の実施形態による彎曲ガラス板製造装置の要部の断面図
【図６】別の実施形態による彎曲ガラス板製造装置の要部の断面図
【符号の説明】
【００２９】
５        下型枠
６        上型
９        加熱手段
１０      冷却手段
１２      遮熱部材
Ｇ        彎曲ガラス板
Ｇ１      ガラス板
Ｇａ      ガラス板下面の下型枠への当接部分
Ｇｂ      当接部分に隣接する当接内側部分
【図１】
2005343720.tif 000003
【図２】
2005343720.tif 000004
【図３】
2005343720.tif 000005
【図４】
2005343720.tif 000006
【図５】
2005343720.tif 000007
【図６】
2005343720.tif 000008